Анотація до роботи:

Кругликов І.А. Зміни кальцієвoї сигналізації у нейронах дорзального рогу спинного мозку щурів при діабетичній нейропатії. – Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидату біологічних наук за спеціальністю 03.00.02 – біофізика. – Інститут фізіології ім. О. О. Богомольця НАН України. Київ-2002.

Дисертація присвячена дослідженню змін кальцієвoї сигналізації у нейронах дорзального рогу спинного мозку щурів при індукції діабетичної нейропатії. Результати дисертаційної роботи отримані за допомогою сукупності сучасних методів флуоресцентного вимірювання концентрації кальцію, та двох поведінкових тестів. Виявлено достовірні зміни больової поведінки діабетичних щурів, а саме доведена наявність у них термічної гіпоалгезії та збільшення больової чутливості при реакції на гострий біль під час формалінового тесту. Зареєстровані істотні зміни Ca²⁺ сигналізації під час експериментального діабету у вторинних сенсорних нейронах. Ці зміни стосуються сповільнення спаду, викликаних деполяризацією [Ca²⁺]_i транзиєнтів, збільшення вкладу L- та N – типу Ca²⁺ каналів у їх генерацію, а також значне зменшення вивільнення Ca²⁺ з Ca²⁺-акумулюючих структур клітини (ріанодин та InsP₃- чутливих депо ендоплазматичного ретикулуму та мітохондрій). Одержані результати свідчать про достовірні зміни Ca²⁺ гомеостазу у вторинних сенсорних нейронах щурів під час діабетичної нейропатії, які., цілком ймовірно, є однією з причин розвитку патології.

1. В експериментах, проведених з використанням формалінового тесту, показані достовірні зміни больової чутливості у щурів із стрептозотоцин-індукованим діабетом. Динаміка змін больової реакції в діабетичних тварин, на відміну від контрольних, мала чітко виражений двофазний характер. Інтенсивність першої фази тривалістю 10-15 хв., яка фізіологічно відповідна початковому гострому болю, була достовірно вищою в діабетичних тварин. Інтенсивність другої “тонічної” фази, навпаки, була достовірно вищою в контролі з максимумом на 30 - 40 хв.

2. В експериментах, проведених з використанням методу “гарячої поверхні”, встановлено, що температурний больовий поріг не відрізнявся для контрольних та діабетичних тварин та складав 42С, що свідчить про відсутність у діабетичних тварин температурної аллодінії. Швидкість больової реакції при температурі 48С, була достовірно меншою в діабетичних тварин, що свідчить про наявність у них температурної гіпоалгезії.

3. При порівнянні [Ca²⁺]_i транзиєнтів, викликаних гіперкалієвою деполяризацією в клітинах дорзального рога спинного мозку, не виявлено достовірної різниці між контрольними та діабетичними тваринами в базальному рівні [Ca²⁺]_i, в амплітуді транзиєнтів, викликаних деполяризацією, а також у швидкості наростання Ca²⁺ сигналу. Одначе виявлені достовірні відмінності рівня залишкового Ca²⁺, який складав 2.8±0.5% та 14.1±1.2% від амплітуди транзиєнтів, викликаних деполяризацією для контрольних та діабетичних тварин відповідно.

4. Фармакологічне дослідження внеску потенціал-керованих Ca²⁺ каналів у генерацію Ca²⁺ транзиєнтів, викликаних деполяризацією, показало, що їх внесок відрізняється у контрольних та діабетичних тварин. Інгібування Ca²⁺ каналів L- та N- типу, відповідними специфічними блокаторами, зростає під час діабету, тоді як внесок каналів Т типу не змінюється.

5. Виявлено достовірні зміни Ca²⁺ акумулюючої функції мітохондрій, у діабетичних тварин порівняно з контрольними. Зменшення амплітуди, викликаних деполяризацією [Ca²⁺]_i транзиєнтів при роз'єднанні протонного градієнта на мембрані мітохондрій складало 78%.

6. Показано достовірне зменшення вивільнення Ca²⁺ з ріанодин-чутливого депо ЕР, яке у діабетичних тварин складало 85 %. Останнє підтверджується зменшенням [Ca²⁺]_i транзиентів у відповідь на аплікацію іономіцину, яке складало 54 %.

7. Виявлено достовірне пригнічення функціонування InsР₃-чутливого депо ЕР в нейронах дорзального рога щурів із стрептозотоцин-індукованим діабетом. Зменшення амплітуди метаботропного АТФ-індукованого Ca²⁺ транзиєнта складало 34%, а метаботропного глутамат-індукованого – 54%.

8. При блокуванні Ca²⁺-АТФази ЕР за допомогою тапсигаргіна зникає різниця у швидкості виведення Ca²⁺ з цитоплазми, між нейронами контрольних та діабетичних щурів, що свідчить про важливу роль Ca²⁺-АТФази ЕР у процесах, які викликають порушення кальцієвого гомеостазу за умов експериментального діабету.

9. Виявлені порушення кальцієвої сигналізації у вторинних сенсорних нейронах дорзального рога спинного мозку, можна розглядати як один з механізмів змін передачі больових сигналів при цукровому діабеті, які призводять до розвитку діабетичної нейропатії.

За одержаними результатами було опубліковано такі праці:

1. N.V.Voitenko, E.P.Kostyuk, I.A.Kruglikov, N.V.Svichar, V.A.Shishkin (1999) Changes in calcium signalling of mammalian nociceptive neurons under diabetes. // Phyziol. Journ. (Kiev), 45 (4), 45-54.

2. N.V.Voitenko, I.A.Kruglikov, E.P.Kostyuk and P.G.Kostyuk (2000) Effect of streptozotocine-induced diabetes on activity of calcium channels in rat dorsal horn neurons // Neuroscience 95 (2), 519-524.

3. P.G. Kostyuk, A.S. Efimov, E.P. Kostjuk, N.V. Voitenko, I.A. Kruglikov (2000) Changes in intracellular turnover of calcium ions in nociceptive neurons in experimental diabetes and influence of blockers of potential-dependent calcium channels upon them // Ukrainian acad. of med. Sci. Journ 6 (4), 637-650.

4. Kruglikov, I.A., Shutov, L.P., Shishkin, V.O., Kostyuk, E.P., Potapenko, E.S., and Voitenko, N.V. (2001) Intracellular mechanisms of changes in the functioning of rat sensory neurones with streptozotocin-induced diabetes mellitus. // Phyziol Journ, (Kiev), 47 (5), 18-25.